(57)【要約】【課題】  基体に担持させる光触媒の表面積を大きく確保することのできる光触媒担持体を実現する。【解決手段】  ガラス、樹脂、金属等の適宜な材料より成る平板状の基体12の表面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒を保持して成る透光性の多孔質吸着材14を、透光性の接着剤16を介して多数固着して成る光触媒担持体10。上記多孔質吸着材14は、例えば、シリカゲルや、バイコールガラス等の多孔質ガラスで構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面に、透光性の多孔質吸着材を多数配置すると共に、上記多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめて成ることを特徴とする光触媒担持体。
【請求項２】
基体の表面に、上記多孔質吸着材が接着剤を介して固着されていることを特徴とする請求項１に記載の光触媒担持体。
【請求項３】
基体の表面に、上記多孔質吸着材を配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆したことを特徴とする請求項１に記載の光触媒担持体。
【請求項４】
上記多孔質吸着材を複数の層状に配置すると共に、反射材を基体表面に配置し、これら多孔質吸着材及び反射材を上記網状部材で被覆したことを特徴とする請求項３に記載
の光触媒担持体。
【請求項５】
上記多孔質吸着材が、シリカゲル又は多孔質ガラスであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光触媒担持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基体に光触媒を担持させて成る光触媒担持体に係り、特に、基体に担持させる光触媒の表面積を大きく確保することのできる光触媒担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒は、紫外線等の光の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮するものであることから、基体に光触媒を担持させて成る光触媒担持体を用いて空気や水の浄化を行う試みが成されている。
ところで、上記光触媒による有害化合物や汚濁物等の分解は、これら有害化合物や汚濁物等が光触媒に接触することによって生じる作用である。従って、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには、光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましい。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に、基体の表面に、表面を光触媒で被覆された多数の繊維状体を、上記基体表面に対して立設状態で被着して成る光触媒担持体を提案した（特開２００３−２０５２４４号）。
図９に示すように、この光触媒担持体60は、ガラス、樹脂、金属等の適宜な材料より成る平板状の基体62の表面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）より成る光触媒64で被覆された多数の細長い繊維状体66が、接着剤68を介して、上記基体62表面に対して略垂直に立設状態で被着されている。この繊維状体66は、図１０及び図１１に示すように、ガラス繊維や樹脂繊維等の繊維70の表面に光触媒64をコーティングして構成されているものである。
【０００４】
上記光触媒担持体60における繊維状体66表面の光触媒64に、図示しない紫外線ランプ等からの紫外線が照射されると、光触媒64が活性化して該光触媒64表面に接触した空気や水の浄化を行うことができるのである。
【特許文献１】特開２００３−２０５２４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記光触媒担持体60は、光触媒64で被覆された多数の繊維状体66を、基体62表面に対して略垂直に立設状態で被着したことから、基体62の表面積が、被着された多数の繊維状体66の表面積分増大することとなり、その結果、基体62表面に配置される光触媒64の表面積を拡大できるものであった。
しかしながら、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましいことから、基体に担持させる光触媒の表面積を、より一層大きく確保できる光触媒担持体の出現が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記要請に応えるためになされたものであり、その目的とするところは、基体に担持させる光触媒の表面積を大きく確保することのできる光触媒担持体の実現にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る光触媒担持体は、基体の表面に、透光性の多孔質吸着材を多数配置すると共に、上記多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめて成ることを特徴とする。
【０００８】
上記多孔質吸着材は、例えば、接着剤を介して基板の表面に固着される。
或いは、基体の表面に、上記多孔質吸着材を配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆しても良い。この場合、多孔質吸着材を複数の層状に配置すると共に、反射材を基体表面に配置し、これら多孔質吸着材及び反射材を上記網状部材で被覆するようにしても良い。
【０００９】
上記多孔質吸着材としては、シリカゲル又は多孔質ガラスが該当する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光触媒担持体にあっては、基体の表面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、基体に担持する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
【００１１】
基体の表面に、多孔質吸着材を複数の層状に配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆した場合には、基体に担持する光触媒の表面積をより一層大きく確保することができる。
この場合、多孔質吸着材と共に反射材を基体表面に配置することにより、光触媒を活性化させる光を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき、本発明に係る光触媒担持体の実施形態を説明する。
図１乃至図３は、本発明に係る第１の光触媒担持体10を示すものであり、該第１の光触媒担持体10は、ガラス、樹脂、金属等の適宜な材料より成る平板状の基体12の表面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒（図示せず）を保持して成る透光性の多孔質吸着材14が、透光性の接着剤16を介して多数固着されている。
上記光触媒は、紫外線の照射を受けて活性化する光触媒だけでなく、可視光の照射を受けて活性化する可視光型光触媒を用いることもできる。
上記透光性の接着剤16は、例えば、アルカリシリケート結合物、エチルシリケート結合物、アルコキシラン結合物、有機官能基を部分的に導入したアルコキシラン結合物及び有機ポリマーを反応させたアルコキシラン結合物等の無機結合材やハイブリッド系無機結合材を用いることができる。
【００１３】
上記透光性の多孔質吸着材14は、径が１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の細孔を多数有する直径０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度のビーズ状のシリカゲルで構成されており、細孔の比表面積が５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇ程度と極めて大きいものである。光触媒は、上記多孔質吸着材14の表面のみならず、細孔内にも吸着保持されている。
上記多孔質吸着材14の表面及び細孔内に光触媒を保持させるには、例えば、粒径が多孔質吸着材14の細孔径より小さい光触媒微粒子の分散液中に、多孔質吸着材14を浸漬した後、乾燥・焼成させることにより行うことができる。
【００１４】
上記多孔質吸着材14に保持された光触媒に、光触媒活性化作用を有する波長の光（紫外線や可視光）が照射されると、光触媒が活性化して該光触媒に接触した空気や水の浄化を行うことができるのである。
而して、上記第１の光触媒担持体10にあっては、基体12の表面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材14を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材14の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、基体12に担持する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
上記の通り、多孔質吸着材14は透光性を有していることから、細孔内に保持した光触媒にも光を十分に照射することが可能である。また、多数の細孔を有する多孔質吸着材14は、通気性、通水性に優れていることから、光触媒と、空気や水との接触効率が良好である。
【００１５】
図４及び図５は、本発明に係る第２の光触媒担持体18を示すものであり、該第２の光触媒担持体18は、基体12の表面に、多数の上記多孔質吸着材14を複数の層状に配置すると共に、これら多孔質吸着材14を、金属や樹脂等より成り、多数の連通孔19を備えた網状部材20で被覆して構成したものである。
この第２の光触媒担持体18にあっても、基体12の表面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材14を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材14の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、基体12に担持する光触媒の表面積を大きく確保することができる。しかも、多孔質吸着材14が複数の層状に配置されているので、多孔質吸着材14が単層で配置されている上記第１の光触媒担持体10よりも、基体12に担持する光触媒の表面積をより一層大きく確保することができる。
【００１６】
図６は、第２の光触媒担持体18の変形例を示すものであり、この第２の光触媒担持体18の変形例は、多孔質吸着材14と共に複数のビーズ状の反射材22を、基体12表面に層状に配置し、これら多孔質吸着材14及び反射材22を網状部材20で被覆して構成したものである。
上記反射材22は、アルミニウム等の光反射率の高い材料で構成することができる。また、表面が光反射率の高い白色と成された部材で反射材22を構成しても良い。
このように、多孔質吸着材14と共に反射材22を配置することにより、光触媒を活性化させる光を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【００１７】
図７及び図８は、本発明に係る第３の光触媒担持体24を示すものである。この第３の光触媒担持体24は、基体26が略円筒状に形成されており、該基体26の内表面に、光触媒を保持して成る上記多孔質吸着材14が、透光性の接着剤16を介して多数固着されている。図７及び図８において、28は基体26内部に挿通された紫外線ランプ等、光触媒を活性化させる波長の光を放射する光源である。
【００１８】
上記第３の光触媒担持体24にあっては、光源28から光の照射を受けると、光触媒が活性化して該光触媒に接触した空気や水の浄化を行うことができるのである。
この第３の光触媒担持体24にあっても、基体26の内表面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材14を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材14の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、基体26に担持する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
また、この第３の光触媒担持体24にあっては、基体26を略円筒状に形成すると共に、基体26内表面に光触媒を保持して成る多孔質吸着材14を固着しているので、当該基体26内部に光源28を挿通配置するができ、該光源28から放射される全ての光を効率良く光触媒に照射して活性化することができる。
尚、図７及び図８においては、基体26の内表面に多孔質吸着材14を単層で配置した場合を例示したが、上記第２の光触媒担持体18の場合と同様に、多孔質吸着材14を複数の層状に配置しても良い。また、基体26の内部空間の略全体を、上記多孔質吸着材14で充填するようにしても良い。これらの場合には、光触媒への光の照射効率を向上させるため、多孔質吸着材14と共に反射材22が配置される。
【００１９】
尚、上記網状部材20を透光性樹脂等の透光性材料で構成し、光が網状部材20によって遮られないようにしても良い。
また、光触媒の表面積を拡大させるため、上記網状部材20に光触媒を担持させるようにしても良い。
【００２０】
上記光触媒としては、上記の酸化チタン以外に、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等、光触媒作用を有する他の金属酸化物を用いることができるが、アナターゼ型の酸化チタンが、光触媒活性に優れており最も好適に使用できる。
【００２１】
上記においては、透光性の多孔質吸着材14をシリカゲルで構成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、バイコールガラス等のｎｍ単位の多数の細孔を有する多孔質ガラスで上記多孔質吸着材14を構成しても良い。
【００２２】
尚、本発明の上記光触媒担持体10，18，24を、空気等の気体の浄化用に使用する場合には、上記多孔質吸着材14の表面をシリコン樹脂や、テトラフルオロエチレンの重合体（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）であるテフロン（登録商標）等の撥水性のある気体透過性樹脂で被覆しても良い。
このように、多孔質吸着材14の表面を撥水性のある気体透過性樹脂で被覆すると、多孔質吸着材14が空気中の水分を細孔内に吸着することが抑制され、その結果、浄化対象の気体を効率よく細孔内に吸着して、細孔内の光触媒と接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る第１の光触媒担持体を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明に係る第１の光触媒担持体を模式的に示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係る第１の光触媒担持体を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明に係る第２の光触媒担持体を模式的に示す正面図である。
【図５】本発明に係る第２の光触媒担持体を模式的に示す平面図である。
【図６】第２の光触媒担持体の変形例を模式的に示す正面図である。
【図７】本発明に係る第３の光触媒担持体を模式的に示す概略縦断面図である。
【図８】本発明に係る第３の光触媒担持体を模式的に示す概略横断面図である。
【図９】従来の光触媒担持体を示す断面図である。
【図１０】従来の光触媒担持体における繊維状体の拡大縦断面図である。
【図１１】従来の光触媒担持体における繊維状体の拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
10  第１の光触媒担持体
12  基体
14  多孔質吸着材
16  透光性の接着剤
18  第２の光触媒担持体
20  網状部材
22  反射材
24  第３の光触媒担持体
26  基体
28  光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005230757.tif 000010
【図９】
2005230757.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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